Nel 1849, dopo la Battaglia di Novara, l'abdicazione di Carlo Alberto e la salita al trono di Vittorio Emanuele II, nell'ambito della riorganizzazione dell'Esercito, l'allora Ministro della Guerra Alfonso La Marmora, decise di trasferire la Scuola di Equitazione, creata da Carlo Felice nel 1823 alla Venaria Reale, nella città di Pinerolo, con il nuovo nome di Scuola di Cavalleria. Ciò, secondo una memoria del Generale Montù, "per la mitezza del clima, l'abbondanza delle acque e dei foraggi, la salubrità delle terre ed al fine di aumentare la distanza da Torino che, specialmente per la gioventù, costituiva un centro di attrazione pericoloso".

E a Pinerolo la Scuola rimase fino al 1943, anno del suo scioglimento. Su istanza del Consiglio della Associazione Nazionale Arma di Cavalleria, il Museo fu istituito nella sede di Pinerolo dal Ministro della Difesa alla fine del 1961, ed è quindi uno tra i più recenti Musei Militari dello Stato.

Ricevuta dal Presidente della Repubblica personalità giuridica, fu inaugurato ed aperto al pubblico ormai più di trent'anni fa, nell'ottobre del 1968. Oggi il Museo dipende dal Comando Reclutamento e Forze di Completamento Interregionale Nord di Torino.

Particolarità del Museo è che quasi nulla di ciò che vi è custodito proviene dall'amministrazione della Difesa: la stessa Caserma che lo ospita è di proprietà della città di Pinerolo, alla quale viene pagato un affitto simbolico di poche lire l'anno. Quasi tutti i cimeli esposti infatti, sono stati donati nel tempo da Ufficiali, Sottufficiali, Militari ed estimatori dell'Arma.​